电火花加工基本原理及设备课件.pptx

1、电火花加工基本原理及设备1.电火花加工的基本原理电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属 蚀除下来。那么两电极表面的金属材料那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶一过程大致分为以下几个阶段段: : 。(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的极间介质的电离、击穿及放电通道的形成形成.(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀膨胀.(3)电极材料的抛出电极材料的抛出.(4)极间介质的消电离极间介质的消

2、电离.看图看图看图看图看图看图看图看图单脉冲放电凹坑单脉冲放电凹坑多脉冲放电凹坑多脉冲放电凹坑电火花表面局部放大图电火花表面局部放大图进行电火花加工应具备如下条件： (1)(1)工具和工件之间必须保持一定的间隙。工具和工件之间必须保持一定的间隙。 (2)(2)必须采用脉冲电源。必须采用脉冲电源。 (3)(3)在有一定绝缘性能的在有一定绝缘性能的介质介质中放电中放电电火花加工的特点电火花加工的特点（1）能加工用切削的方法难于加工或无法加工的高硬度导电材料 在电火花加工过程中，主要是靠电、热能进行加工，几乎与力学性能（硬度、强度等）无关。从而使工件的加工不受工具硬度、强度的限制，实现了用软质的材料

3、（如：石墨、铜等）加工硬质的材料（如：淬火钢、硬质合金和超硬材料等）。 （2）便于加工细长、薄、脆性零件和形状复杂的零件 由于加工过程中，工具与工件没有直接接触，这样就使工件与工具之间没有机械加工的切削力，机械变形小，因此可以加工复杂形状和进行微细加工。（3）工件变形小，加工精度高 目前，电火花加工的精度可达0.010.05mm，在精密光整加工时可小于0.005mm。（4）易于实现加工过程的自动化 电火花加工主要利用电能进行加工，而电能、电参数较机械量易于实现自动化控制。目前我国电火花加工机床大多都是数字控制。(1)极间介质的电离、击穿及放电极间介质的电离、击穿及放电通道的形成通道的形成.负极

4、工作液放电通道正极(3)电极材料的抛出电极材料的抛出.翻边突起凝固微粒(2)介质热分解、电极材料熔化、介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀汽化热膨胀.从正极上熔化并抛出金属的区域从负极上熔化并抛出金属的区域气泡(4)极间介质的消电离极间介质的消电离.放电形成的凹坑（1）只能对导电材料进行加工 通过电火花加工原理的分析，我们可以看出，电火花加工所用的工具和工件必需是导体，所以塑料、陶瓷等绝缘的非导体材料不能用电火花进行加工。（2）加工精度受到电极损耗的限制 由于加工过程中，工具电极同样会受到电、热的作用而被蚀除，特别是在尖角和底面部分，蚀除量较大，又造成了电极损耗不均匀的现象，所以电火花加工的精

5、度受到限制。3）加工速度慢 由于火花放电时产生的热量只局限在电极表面，而且又很快被介质冷却，所以加工速度要比机械加工慢。（4）最小圆角半径受到放电间隙的限制 虽然电火花加工具有一定的局限性，但与传统的切削加工相比仍有巨大的优势，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械（特别是模具制造）、航空航天、电子、电器、仪器仪表等行业，用来解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。2.2.1 电火花加工机床简介 1、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号与参数、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号与参数 我国国标规定， 电火花成形机床均用D71 加上机床工作台面宽度的 110表示。 例如 。其型号表示方法如下

6、：D7132大小 D7125以下 小型 D7125D7163 中型 D7163以上 大型 随着科学技术的进步，国外已经大批生产三坐标数控电火花机床，以及带工具电极库能按程序自动更换电极的电火花加工中心，我国的大部分电加工机床厂现在也正开始研制生产三坐标数控电火花加工机床。 2.2.2 电火花加工机床结构电火花加工机床结构床身床身立柱立柱主轴头及附件主轴头及附件工作台工作台机床机床本体本体三部分是电火机床 的骨架，起着支撑 定位和便于操作的作用。立柱立柱主轴头主轴头工作台工作台床身床身 电火花加工时粗加工的电火花放电间隙比中加工的放电间隙要大，而中加工的电火花放电间隙比精加工的放电间隙又要大一些

7、。当用一个电极进行粗加工时，将工件的大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整。但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小，若不采取措施则四周侧壁就无法修光了平动头就是为解决平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。寸精度而设计的。平动头的动作原理平动头的动作原理 利用利用偏心机构偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的始位置在水平面内作平面小圆周运

8、动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积外包络线面积就形成加工横截面积. . 如图如图2-72-7所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙精加工的电火花放电间隙之差，从而达到修光型之差，从而达到修光型腔的目的。腔的目的。图2-7 平动头扩大间隙原理图 (a) 电极在最左(b) 电极在最上(c) 电极在最右(e) 电极平动后的轨迹(d) 电极在最下电极平动头电火花加工的特点(1) (1) 可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺可以通过改变轨迹半

9、径来调整电极的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放电间隙的限制。寸，因此尺寸加工不再受放电间隙的限制。(2) (2) 用同一尺寸的工具电极，通过轨迹半径的改用同一尺寸的工具电极，通过轨迹半径的改变，可以实现转换电规准的修整，即采用一个电极就能由粗变，可以实现转换电规准的修整，即采用一个电极就能由粗至精直接加工出一副型腔。至精直接加工出一副型腔。 (3) (3) 在加工过程中，工具电极的轴线与工件的轴线相偏移，在加工过程中，工具电极的轴线与工件的轴线相偏移，除了电极处于放电区域的部分外，工具电极与工件的间隙都除了电极处于放电区域的部分外，工具电极与工件的间隙都大于放电间隙，实际上减小了同时放电的面积，

10、这有利于电大于放电间隙，实际上减小了同时放电的面积，这有利于电蚀产物的排除，提高加工稳定性。蚀产物的排除，提高加工稳定性。 (4) (4) 工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有改善，特别是底平面处。改善，特别是底平面处。2.脉冲电源脉冲电源脉冲电源的作用脉冲电源的作用: 把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。要求要求： (1) (1) 要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。 (2) (2) 火花放电必须是短时

11、间的脉冲性放电，这样才能使放电火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。提高成型性和加工精度。 (3) (3) 脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗速度和降低工具电极损耗。 (4) 脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。 (5) 有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。 电源

12、的好坏直接关系到电火花加工机床的性能，所以电源往往是电火花机床制造厂商的核心机密之一。从理论上讲，电源一般有如下几种。 （1）张弛式脉冲电源 弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充电储存电能，然后瞬时放出，形成 火花放电来蚀除金属。因为电容器时而充电，时而放电，一弛一张，故又称“弛张式”脉冲电源原理图如图4.9 RC线路脉冲电源-VARC工作原理工作原理：首先直流电源E通过电阻R向电容器C充电，使电容器两端的电压不断升高，当电压上升到绝缘介质的击穿电压时，两极间的绝缘介质被击穿，形成放电通道，电容器上储存的能量瞬间释放，产生较大的脉冲电流。当电容C上积蓄的能量释放完时，间隙中的工作液

13、又迅速恢复绝缘状态。此后电容再次充电，又重复上述过程，达到加工的目的。优点优点:结构简单，使用维修方便，加工精度较高。缺点缺点：粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差。 （2）闸流管式和电子管式脉冲电源 闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信号时，号时， 便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，闸流管脉冲电源的生产率较高

14、，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。电极损耗较大。（3）晶闸管式、晶体管式脉冲电源 晶体管脉冲电源是近年来发展起来的以晶体元件作晶体管脉冲电源是近年来发展起来的以晶体元件作为开关元件的用途广泛的电火花脉冲电源，其输出为开关元件的用途广泛的电火花脉冲电源，其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。上。3.自动进给调节系统自动进给调节系统 在电火花成型加工设备中，

15、自动在电火花成型加工设备中，自动进给调节系统占有很重要的位置，进给调节系统占有很重要的位置，它的性能直接影响加工稳它的性能直接影响加工稳 定性和定性和加工效果。加工效果。用于控制放电间隙的大小用于控制放电间隙的大小 用于控制电火花成型加用于控制电火花成型加工中的各种参数，以便能够工中的各种参数，以便能够获得最佳的加工工艺指标等获得最佳的加工工艺指标等应用应用应用应用1) 伺服进给系统的作用及要求定义定义：以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称拖动系统或位置随动系统。系统，又称拖动系统或位置随动系统。 作用作用：及时调整放电间隙及时

16、调整放电间隙。要求要求： (1) 有较广的速度调节跟踪范围。 (2) 有足够的灵敏度和快速性。 (3) 有较高的稳定性和抗干扰能力。2) 电液压式伺服进给系统电液压式伺服进给系统 在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行机构。由于传动链短及液体的基本不可压缩性，因机构。由于传动链短及液体的基本不可压缩性，因此传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为此传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反应迅速，特别适合于电火花加工的低速进给，故应迅速，特别适合于电火花加

17、工的低速进给，故2020世纪世纪8080年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油泵噪声大、占地面积较大等缺点。泵噪声大、占地面积较大等缺点。10111298713Pt14151617123456P01液压箱；2溢流阀；3叶片液压泵；4电动机；5压力表；6滤油器；7节流阀；8喷嘴；9电机械转换器；10动圈；11静圈；12挡板；13压力14液压缸；15活塞；16工具电极；17工件A2A1图图2-10 喷嘴喷嘴挡板式电液压自动调节器工作原理挡板式电液压自动调节器工作原理4.工作液过滤和循环系统工作液过滤和循环系统蚀除产物一部分以气一部分以气态形式抛出态形式抛出大部

18、分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。动态：动态： 1)充斥在电极和工件之间 2)粘连在电极和工件的表面上。后果后果： 蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和表面粗糙度。怎么办？怎么办？方法一方法一： 使电极振动，以加强排屑作用；方法二方法二： 对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。 工作液强迫循环过滤是由工作液循环过滤器来完成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。124356712811补油抽油139101粗过滤器；2单向阀；3油泵；4电极；5安全阀；6

19、压力表；7精过滤器；8压力调节阀；9射流抽吸管；10冲油选择阀；11快速进油控制阀；12冲油压力表；13抽油压力表冲油图2-11 工作液循环系统油路图5.5.数控系统数控系统 1) 数控电火花机床的类型 数控系统规定除了直线移动的X、Y、Z三个坐标轴系统外，还有三个转动的坐标系统，即绕X轴转动的A轴，绕Y轴转动的B轴，绕Z轴转动的C轴。2) 数控电火花机床的数控系统工作原理 数控电火花机床能实现工具电极和工件之间的多种相对运动，可以用来加工多种较复杂的型腔。目前，绝大部分电火花数控机床采用国际上通用的ISO代码进行编程、程序控制、数控摇动加工等。ISO代码编程ISO代码是国际标准化机构制定的用

20、于数控编码和程序控制的一种标准代码。代码主要有G指令(即准备功能指令)和M指令(即辅助功能指令)代 码 功 能 代 码 功 能 G00 快速移动，定位指令 G81 移动到机床的极限 G01 直线插补 G82 回到当前位置与零点的一半处 G02 顺时针圆弧插补指令 G90 绝对坐标指令 G03 逆时针圆弧插补指令 G91 增量坐标指令 G04 暂停指令 G92 制定坐标原点 G17 XOY 平面选择 M00 暂停指令 G18 XOZ 平面选择 M02 程序结束指令 G19 YOZ 平面选择 M05 忽略接触感知 G20 英制 M08 旋转头开 G21 公制 M09 旋转头关 G40 取消电极补偿

21、 M80 冲油、工作液流动 G41 电极左补偿 M84 接通脉冲电源 G42 电极右补偿 M85 关断脉冲电源 G54 选择工作坐标系 1 M89 工作液排除 G55 选择工作坐标系 2 M98 子程序调用 G56 选择工作坐标系 3 M99 子程序结束 G80 移动轴直到接触感知 表2-2 工作坐标系工作坐标系工作坐标系目的：在加工或找正过程中定义工作目的：在加工或找正过程中定义工作坐标系的主要目的是为了坐标的数值坐标系的主要目的是为了坐标的数值更简洁。更简洁。 这些定义工作坐标系指令可以和G92一起使用，G92代码只能把当前点的坐标系中定义为某一个值，但不能把这点的坐标在所有的坐标系中都定

22、义成该值。图2-12 工作坐标系切换Y Y2020G92G55X0Y0 G80:含义：接触感知。格式：G80 轴方向如：G80 X；/电极将沿X轴的负方向前进，直到接触到工件，然后停在那里 G82：含义：移动到原点和当前位置一半处。格式：G82轴如：G92 X100.; /将当前点的X坐标定义为100.G82 X; /将电极移到当前坐标系X=50.的地方X10050M05：含义：忽略接触感知，只在本段程序起作用。具体用法是：当电极与工件接触感知并停在此处后，若要移走电极，请用此代码。 如：G80 X； /X轴负方向接触感知 G90 G92 X0 Y0； /设置当前点坐标为(0，0) M05 G

23、00 X10.； /忽略接触感知且把电极向X轴正方向移动10 mm+X+XG90G92X0Y0G90G92X0Y0M05G00X10M05G00X10 若去掉上面代码中的M05，则电极往往不动作，G00不执行。+X+XG90G92X0Y0G90G92X0Y0G00X10G00X10 图2-13 工件找正图ADCBO4018G80X+G80X+G90G92X0G90G92X0M05G00X-10M05G00X-10G90G00X50Y28G90G00X50Y28数控摇动加工数控摇动加工 普通电火花加工机床为了修光侧壁和提高其尺寸精普通电火花加工机床为了修光侧壁和提高其尺寸精度而添加平动头，使工具

24、电极轨迹向外可以逐步扩度而添加平动头，使工具电极轨迹向外可以逐步扩张，即可以平动。张，即可以平动。 对数控电火花机床，由于工作台是数控的，可以实对数控电火花机床，由于工作台是数控的，可以实现工件加工轨迹逐步向外扩张，即摇动，现工件加工轨迹逐步向外扩张，即摇动，摇动加工的作用摇动加工的作用：(1) (1) 可以精确控制加工尺寸精度。可以精确控制加工尺寸精度。(2) (2) 可以加工出复杂的形状，如螺纹。可以加工出复杂的形状，如螺纹。(3) (3) 可以提高工件侧面和底面的表面粗可以提高工件侧面和底面的表面粗糙度。糙度。 ( (4) 4) 可以加工出清棱、清角的侧壁可以加工出清棱、清角的侧壁和底边

25、。和底边。(5) (5) 变全面加工为局部加工，有利变全面加工为局部加工，有利于排屑和加工稳定。于排屑和加工稳定。(6) (6) 对电极尺寸精度要求不高。对电极尺寸精度要求不高。 LN X X X STEP XXXX02：摇动加工的伺服方式：摇动加工的伺服方式摇动加工摇动加工表2-3 电火花数控摇动类型一览表(2) 步进摇动。在某选定的轴向作步进伺服进给，每进一步的步距为2 m，其他两轴作摇动运动(如图2-14(b)所示)。例如：G01表示沿Z轴方向进行伺服进给。LN101中的10表示在XY平面内步进摇动，1表示工具电极各点绕各原始点作圆形轨迹摇动，STEP20表示摇动半径为20 m，Z-10

26、.表示伺服进给至Z轴向下10 mm为止。其实际放电点的轨迹见图2-14(b)。步进摇动限制了主轴的进给动作，使摇动动作的循环成为优先动作。步进摇动用在深孔排屑比较困难的加工中。它较自由摇动的加工速度稍慢，但更稳定，没有频繁的进给、回退现象。(3) 锁定摇动。在选定的轴向停止进给运动并锁定轴向位置，其他两轴进行摇动运动。在摇动中，摇动半径幅度逐步扩大，主要用于精密修扩内孔或内腔(如图2-14(c)所示)。例如：G01表示沿Z轴方向进行伺服进给。LN202中的20表示在XY平面内锁定摇动，2表示工具电极各点绕各原始点作方形轨迹摇动，Z-5.表示Z轴加工至-5 mm处停止进给并锁定，X、Y轴进行摇动

27、运动。其实际放电点的轨迹见图2-14(c)。锁定摇动能迅速除去粗加工留下的侧面波纹，是达到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果锁定后作圆轨迹摇动，则还能在孔内滚花、加工出内花纹等。 图2-15 电火花机床常见功能Center searching(Inside)Center searching(Outside)Z-axis machining(Z-) Z-axis machining(Z+)Repeat machiningCorner machining角落加工重复加工Z轴垂直加工(Z+)Z轴垂直加工(Z-)寻找中心(外部)寻找中心(内部)旋转加工旋转加工旋转

28、加工旋转加工旋转加工旋转加工Rotation machiningRotation machiningRotation machiningRotation machiningRotation machiningRotation machining旋转加工Rotation machiningSide machiningFan shap machiningStep machiningC-axis positioningmachining(optional)C-axis helical gearmachining(optional)侧面加工扇形加工等级化加工C轴标示加工(特殊)C轴螺旋齿轮加工(特殊)

29、线切割加工原理及特点线切割加工原理线切割加工原理： 电火花线切割加工是用连续移动的电极丝作为工具电极与工件之间产生火花放电腐蚀工件，进行切割加工。 (1)(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成极间介质的电离、击穿及放电通道的形成. . (2)(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀. . (3)(3)电极材料的抛出电极材料的抛出. . (4)(4)极间介质的消电离极间介质的消电离. .(1) (1) 加工材料的难易与材料的硬度无关，加加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。工中不存在显著的机械切削力。(2) (2) 可以加工硬质合

30、金等一切导电材料。可以加工硬质合金等一切导电材料。(3) (3) 最小角部半径有限制。线切割加工中最最小角部半径有限制。线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。（4)4)线切割加工是利用移动的细金属导线线切割加工是利用移动的细金属导线( (铜铜丝或钼丝丝或钼丝) )做电极，对工件进行脉做电极，对工件进行脉2.1 2.1 电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的特点 1 1）电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高）电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高硬度、高强度、高脆性、高忍性等硬度、高强度、高脆性、高忍性等导电材料

31、及半导体材料导电材料及半导体材料。 2 2）由于电极丝极细，可以加工）由于电极丝极细，可以加工细微异形孔细微异形孔、窄缝窄缝和和复杂形状复杂形状零零件。件。 3 3）工件被加工表面受热影响小，适合于加工热敏感性材料。同）工件被加工表面受热影响小，适合于加工热敏感性材料。同时，由于脉冲能量集中在很小的范围内，加工精度较高，线切割时，由于脉冲能量集中在很小的范围内，加工精度较高，线切割加工精度可达加工精度可达0.020.01mm,0.020.01mm,表面粗糙度可达表面粗糙度可达Ra1.6mRa1.6m。 必须具备下列条件必须具备下列条件: :1.1. 电极丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙

32、，间隙的宽电极丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙，间隙的宽度由工作电压度由工作电压 、加工量等加工条件而定。、加工量等加工条件而定。 2.2.必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性。必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性。3.3.电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行中进行. .1.1 电火花线切割加工机床简介1.1 1.1 机床分类、型号机床分类、型号 按电极丝的走丝速度快速走丝线切割机床快速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床1) 1) 快速走丝线切割机床快速走丝线切割机床快

33、速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为一般走丝速度为8 810 m/s10 m/s，是我国独创的电火花线，是我国独创的电火花线切割加工模式。快速走丝线切割机床上运动的电极切割加工模式。快速走丝线切割机床上运动的电极丝能够双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。丝能够双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。线电极材料常用直径为线电极材料常用直径为0.100.100.30 mm0.30 mm的钼丝的钼丝( (有时有时也用钨丝或钨钼丝也用钨丝或钨钼丝) )。对小圆角或窄缝切割，也可采。对小圆角或窄缝切割，也可采用直径为用直径为0.6 mm0.6

34、mm的钼丝的钼丝。 工作液通常采用乳化液。快速走丝线切割机床结工作液通常采用乳化液。快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为加工精度一般为0.010.010.02 mm0.02 mm，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa为为1.251.252.5 m2.5 m。 2) 2) 慢速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床 慢速走丝线切割机床走丝速度低于

35、慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2 m/s0.2 m/s。常用黄铜丝。常用黄铜丝( (有时有时也采用紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线也采用紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线) )作为电极丝，铜丝直作为电极丝，铜丝直径通常为径通常为0.100.100.35 mm0.35 mm。电极丝仅从一个单方向通过加工间隙，。电极丝仅从一个单方向通过加工间隙，不重复使用，避免了因电极丝的损耗而降低加工精度。同时由于不重复使用，避免了因电极丝的损耗而降低加工精度。同时由于走丝速度慢，机床及电极丝的震动小，因此加工过程平稳，加工走丝速度慢，机床及电极丝的震动小，因此加工过程平稳，加工精度高，可达精度高，可达0.005

36、 mm0.005 mm，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.32 mRa0.32 m。慢速走丝线切割机床的工作液一般采用去离子水、煤油慢速走丝线切割机床的工作液一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。等，生产率较高。慢走丝机床主要由日本、瑞士等国生产，目前国内有少慢走丝机床主要由日本、瑞士等国生产，目前国内有少数企业引进国外先进技术与外企合作生产慢走丝机床。数企业引进国外先进技术与外企合作生产慢走丝机床。2型号型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号，如的基本国标规定的数控电火花线切割机床的型号，如的基本含义为：含义为：D K X X X 类别代号:表示是电加工机床特性代号特性代号:表示是数控机床表示

37、是数控机床组代号组代号:表示是电火花加工机床表示是电火花加工机床系代号:快走（慢走）丝线切割机床参数代号:表示工作台横向行程DK7725基本含义为基本含义为：D D为机床的类别代号，表示是电加工机床；为机床的类别代号，表示是电加工机床；K K为机床的特性代号，表示是数控机床；为机床的特性代号，表示是数控机床； 第一个第一个7 7为组代号，表示是电火花加工机床；为组代号，表示是电火花加工机床； 第二个第二个7 7为系代号为系代号( (快走丝线切割机床为快走丝线切割机床为7 7，慢走丝线切割机床，慢走丝线切割机床为为6 6，电火花成型机床为，电火花成型机床为1 1) ) ； 2525为基本参数代号

38、，表示工作台横向行程为为基本参数代号，表示工作台横向行程为250 mm250 mm。2.2 快走丝线切割机床简介线线切切割割机机床床机床本体机床本体脉冲电源脉冲电源数控系统数控系统工作液循工作液循环系统环系统1机床本体机床本体机床本体机床本体床床身身丝丝架架运丝机构运丝机构工作台工作台1) 床身床身床身是支承和固定工作台、运丝机构等的床身是支承和固定工作台、运丝机构等的基体基体。因此，要求床身应有一定的刚度和强度，一般采用因此，要求床身应有一定的刚度和强度，一般采用箱体式结构箱体式结构。床身里面安装有机床电气系统、脉冲。床身里面安装有机床电气系统、脉冲电源、工作液循环系统等元器件。电源、工作液

39、循环系统等元器件。 目前在电火花线切割机床上采用的坐标工作台，大多为X、Y方向线性运动。 不论是哪种控制方式，电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与丝架的相对运动来完成零件加工的，坐标工作台应具有很高的坐标精度和运动精度，而且要求运动灵敏、轻巧，一般都采用“十”字滑板、滚珠导轨，传动丝杠和螺母之间必须消除间隙，以保证滑板的运动精度和灵敏度。3) 3) 运丝机构运丝机构 在快走丝线切割加工时，电极丝需要不断地往复运在快走丝线切割加工时，电极丝需要不断地往复运动，这个运动是由运丝机构来完成的。最常见的运动，这个运动是由运丝机构来完成的。最常见的运丝机构是单滚筒式，电极丝绕在储丝筒上，并由丝丝机构

40、是单滚筒式，电极丝绕在储丝筒上，并由丝筒作周期性的正反旋转使电极丝高速往返运动。储筒作周期性的正反旋转使电极丝高速往返运动。储丝筒轴向往复运动的换向及行程长短由无触点接近丝筒轴向往复运动的换向及行程长短由无触点接近开关及其撞杆控制开关及其撞杆控制( (如图如图2-162-16中的中的5 5、4)4)，调整撞杆，调整撞杆的位置即可调节行程的长短。的位置即可调节行程的长短。4) 4) 丝架丝架作用作用：是在电极丝快速移动时，对电极丝起支撑作用，并使是在电极丝快速移动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持垂直。电极丝工作部分与工作台平面保持垂直。注意注意：为获得良好的工艺效果，上

41、、下丝架之间的距离宜为获得良好的工艺效果，上、下丝架之间的距离宜尽可能小。尽可能小。锥度加工：锥度加工：最常见的方法是在上丝架的上导轮上加两个小最常见的方法是在上丝架的上导轮上加两个小步进电动机，使上丝架上的导轮作微量坐标移动步进电动机，使上丝架上的导轮作微量坐标移动( (又称又称U U、V V轴移轴移动动) )，其运动轨迹由计算机控制。，其运动轨迹由计算机控制。2 2脉冲电源脉冲电源电火花线切割加工的脉冲电源与电火花成型加工电火花线切割加工的脉冲电源与电火花成型加工作用的脉冲电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电作用的脉冲电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，

42、线切割加工脉冲电源的脉宽较窄极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2(260 s)60 s)，单个脉冲能量、平均电流，单个脉冲能量、平均电流(1(15 A)5 A)一般较小，一般较小，所以线切割总是采用所以线切割总是采用正极性加工正极性加工。2 2脉冲电源脉冲电源作用作用: : 把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给火把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源对线切割加工的花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源对线切割加工的生产率、表面质量、加工速度、加工过程的稳定性和电极丝损耗生产率、表面质量、加工速度、加工

43、过程的稳定性和电极丝损耗等技术经济指标有很大的影响，应给予足够的重视。等技术经济指标有很大的影响，应给予足够的重视。3 3数控系统数控系统数控系统在电火花线切割加工中起着重要作用，具数控系统在电火花线切割加工中起着重要作用，具体体现在两方面：体体现在两方面： (1) (1) 轨迹控制作用轨迹控制作用。它精确地控制电极丝相对于工件的运动。它精确地控制电极丝相对于工件的运动轨迹，使零件获得所需的形状和尺寸。轨迹，使零件获得所需的形状和尺寸。 (2) (2) 加工控制加工控制。它能根据放电间隙大小与放电状态控制进。它能根据放电间隙大小与放电状态控制进给速度，使之与工件材料的蚀除速度相平衡，保持正常的

44、稳定给速度，使之与工件材料的蚀除速度相平衡，保持正常的稳定切割加工。切割加工。 4. 4. 工作液循环系统工作液循环系统工作液循环与过滤装置是电火花线工作液循环与过滤装置是电火花线切割机床不可缺少的一部分，其主要包括切割机床不可缺少的一部分，其主要包括工作液箱工作液箱、工作液泵工作液泵、流量控制阀流量控制阀、进液进液管管、回液管回液管和和过滤网罩过滤网罩等。等。工作液的作用工作液的作用：是及时地从加工区域中排：是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连续充分供给清洁的工作除电蚀产物，并连续充分供给清洁的工作液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地进液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地进行。目前绝大部分快走

45、丝机床的工作液是行。目前绝大部分快走丝机床的工作液是专用乳化液。乳化液种类繁多，大家可根专用乳化液。乳化液种类繁多，大家可根据相关资料来正确选用据相关资料来正确选用。2.3.3 慢走丝线切割机床简介 同快走丝线切割机床一样，慢走丝线切割机床也是由机床本体、脉冲电源、数控系统等部分组成的。但慢走丝线切割机床的性能大大优于快走丝线切割机床。慢走丝线切割的原理图主主体体结结构构 机床和锥度切割装置(U，V轴部分)实现了一体化，并采用了桁架铸造结构，从而大幅度地强化了刚度。 精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作台固定板、工件固定架、导丝装置等主要部件，实现了高刚度和不易变形的结构。图2-17 去离子系统

46、滤芯滤芯 过滤筒过滤筒 洁水箱洁水箱污水箱污水箱 慢走丝线切割机床的电极丝在加工中是单方向运动(即电极丝是一次性使用)的。：电极丝由储丝筒出丝，由电极丝输送轮收丝。：储丝筒、导丝机构、导向器、张紧轮、压紧轮、圆柱滚轮、断丝检测器、电极丝输送轮、其他辅助件(如毛毡、毛刷)等。图2-18 电极丝送丝装置4567 891012131211141516171储丝筒；2圆柱滚轮；3导向孔模块；4、10、11滚轮；5张紧轮；6压紧轮；7毛毡；8断丝检测器；9毛刷；12导丝管；13下臂；14接丝装置；15电极丝输送轮；16废丝孔模块；17废丝箱329 9毛刷毛刷 防止电极丝断防止电极丝断丝时从轮子上脱出丝时从轮子上脱出2 2圆柱滚轮圆柱滚轮 可使线电极可使线电极从线轴平行地输出，且使张力从线轴平行地输出，且使张力维持稳定维持稳定 3导向孔模块导向孔模块 可使电极丝在张紧轮上正确地进可使电极丝在张紧轮上正确地进行导向行导向5 5张紧轮张紧轮 在电极丝上在电极丝上施加必要的张力施加必要的张力6 6压紧轮压紧轮 防止电极丝防止电极丝张力变动的辅助轮张力变动的辅助轮7 7毛毡毛毡 去除附去除附着在电极丝上的渣滓着在电极丝上的渣滓8断丝检测器 检查电极丝送进是否正常，若不正常送进，则发出报警信号，提醒发生电极丝断丝等故障